فهرست مطالب

The Modares Journal of Electrical Engineering - Volume:12 Issue:3, 2015
  • Volume:12 Issue:3, 2015
  • تاریخ انتشار: 1394/09/30
  • تعداد عناوین: 6
|
  • علیرضا حکیمی، طاهره بینازاده * صفحات 1-6
    این مقاله، به مساله ایجاد چرخه های حدی پایدار در دسته ای از سیستم های غیرخطی دارای عدم قطعیت می پردازد که منجر به تولید نوسانات پایدار در خروجی سیستم می گردد. چنین رفتاری در بسیاری از کاربردهای مهندسی مطلوب و لازم است. برای این منظور ابتدا معادله چرخه حدی مطلوب بر اساس شکل، دامنه و فرکانس نوساناتی که در خروجی سیستم مورد نیاز است، بدست می آید. سپس کنترل کننده غیر خطی به نحوی طراحی می گردد که منحنی های مسیر فاز سیستم حلقه بسته شامل این چرخه حدی پایدار باشد. طراحی کنترل کننده بر اساس قضایای پایداری لیاپانوفی که جهت آنالیز پایداری مجموعه های حدی مناسب است، صورت می گیرد (چرخه حدی پایدار یک مجموعه حدی مثبت برای سیستم دینامیکی است). قانون کنترل مقاوم ارائه شده شامل دو بخش است: قانون کنترلی نامی و ترم اضافه ای که به منظور محو کردن اثر اغتشاشات و عدم قطعیت ها در پاسخ سیستم، به قانون کنترلی نامی اضافه شده است. درانتها، روش پیشنهادی بر روی یک پاندول (با در نظر گرفتن عدم قطعیت در پارامترهای آن) پیاده سازی گردیده و نتایج شبیه سازیها عملکرد مطلوب قانون کنترلی پیشنهادی را در ایجاد نوسانات مقاوم در خروجی سیستم، با تولید چرخه حدی مطلوب در دینامیک حلقه بسته، نشان می دهند.
    کلیدواژگان: مجموعه حدی مثبت، نوسانات پایدار، چرخه حدی مقاوم، روش بازطراحی لیاپانوفی
  • حسین کارگر، جعفر زارعی * صفحات 7-12
    در این مقاله، یک کنترل کننده مقاوم برای سیستم کنترل شبکه با استفاده از فیدبک خروجی طراحی شده است. تاخیر و از دست رفتن بسته های اطلاعات در پایداری سیستم کنترل شبکه تاثیرگذار است، بنابراین در تحلیل پایداری، این پدیده ها در نظر گرفته شده است. تاخیر شبکه متغیر با زمان در نظر گرفته شده است، که حد بالا و پایین آن مشخص فرض شده است، همچنین تعداد بسته های اطلاعات از دست رفته نامشخص در نظر گرفته شده است. انحراف داده یکی دیگر از پدیده های مهمی است که در زمان ارسال اطلاعات از سنسور به کنترل کننده و از کنترل کننده به عملگر اتفاق می افتد، این پدیده به صورت تصادفی مدل شده است. برای تحلیل پایداری از توابع لیاپانوف-کراسفسکی، که وابسته به کران تاخیر و بسته های اطلاعات از دست رفته است، استفاده شده است. نتایج تحلیل پایداری به صورت نامساوی های ماتریسی خطی بدست آمده است. با یک مثال عددی کارآیی قضیه ارائه شده نشان داده شده است.
    کلیدواژگان: انحراف داده، سیستم فازی، سیستم کنترل شبکه، کنترل کننده مقاوم، نامساوی ماتریسی خطی
  • فاطمه تحفه، احمد فخاریان * صفحات 13-19
    این مقاله یک روش پارمتری سازی به منظور برنامه ریزی مسیر زمان دار بهینه و دوری از موانع برای ربات های چند جهته ارائه می دهد. هدف از این برنامه ریزی مسیر زمان دار، حداقل سازی یک تابع هزینه مربعی با در نظرگرفتن محدودیت حداکثری بر روی سرعت و شتاب ربات می باشد. ابتدا این مسیر زمان دار با استفاده از توابع چند جمله ای با ضرایب مجهول پارامتری می شود که مسئله ی برنامه ریزی مسیر زمان دار به یک مسئله ی بهینه سازی تبدیل می شود. سپس از یک روش جدید برای حل کردن مسئله بهینه سازی و به دست آوردن ضرایب مجهول استفاده می شود. سرانجام، کارایی رویکرد پیشنهادی از طریق شبیه سازی تایید می شود.
    کلیدواژگان: دوری از موانع، ربات چند جهته، مسئله بهینه سازی، مسیر زمان دار چند جمله ای، برنامه ریزی مسیر زمان دار
  • سمیه داداشی آرانی، علی معرفیان پور * صفحات 21-31
    در این تحقیق یک اتوپایلوت جدولبندی شده برای کنترل کانال فراز یک جسم پرنده ارائه شده است. روش انتخاب شده بر اساس سیستم های فازی چندجمله ای و بدون استفاده از روش خطی سازی حول نقطه کار است. در این روش ابتدا مدل فازی چندجمله ای کانال فراز جسم پرنده استخراج شده و سپس بر اساس روش سیستم های فازی چندجمله ای، کنترل کننده ای برای آن طراحی می شود که خروجی سیستم را به تبعیت از یک مدل مرجع پایدار سوق دهد. به منظور جلوگیری از اعمال بیش از حد مجاز فرمان به عملگرها، با استخراج قیودی، سیگنال کنترلی ورودی بهینه شده و در سطح مد نظر نگهداشته شده است. ساختار انتخاب شده برای کنترل کننده ساختار شناخته شده ای است که به اتوپایلوت سه حلقه ای معروف است. به عبارت دیگر، در این مقاله یک اتوپایلوت سه حلقه ای فازی چندجمله ای طراحی شده است که پایداری و عملکرد سیستم حلقه بسته را در بازه تغییرات پارامترهای مورد نظر تضمین می نماید. شرایط پایداری و عملکرد سیستم به صورت مجموع مربعات بیان و حل عددی آن با جعبه ابزار SOSTOOLS انجام شده است.
    کلیدواژگان: جدولبندی بهره، کانال فراز، اتوپایلوت سه حلقه ای، مجموع مربعات، مدلسازی فازی چندجمله ای
  • سید حمید هاشمی پور، نسترن واثق*، علی خاکی صدیق صفحات 33-39
    در این مقاله مسئله کنترل نا متمرکز تطبیقی مدل مرجع برای یک کلاس از سیستم های مقیاس بزرگ با تاخیر متغیر با زمان در عبارت بهم پیوستگی و تاخیر در حالت و ورودی بررسی شده است. برای جبران تاثیر تاخیر وردی به صورت غیر مستقیم، یک پیش بین اسمیت طراحی شده است. برای از بین بردن اثر تاخیر در ورودی، بخش تطبیقی کنترل کننده دارای دو فیلتر دینامیکی با بهره های متغیر با زمان می باشد. بر حسب فرضیات معمول فرض می شود که عبارت بهم پیوستگی نسبت به متغیرها لیپ شیتز بوده و دارای بهره های نامعلوم می باشد. با تعریف خطای تعمیم یافته و یک تابع لیاپانوف مناسب، یک کنترل کننده فیدبک تطبیقی برای پایداری سیستم طراحی می شود. کنترل کننده فیدبک تطبیقی نامتمرکز، می تواند خطای تعمیم یافته سیستم را به طور یکنواخت به سمت حد های پایداری سوق دهد. سرانجام با یک مثال عددی تاثیر و کارایی تکنیک ارائه شده، نشان داده می شود.
    کلیدواژگان: تاخیر ورودی، تاخیر متغیر با زمان، کنترل تطبیقی مدل مرجع غیر متمرکز، سیستم بهم پیوسته
  • مهدی سامان آذری، امین رمضانی*، سعید رجبی، علی چائی بخش صفحات 41-47
    با توجه به اینکه، بویلر تک گذر بنسون یکی از مهمترین تجهیزات نیروگاه های حرارتی است بنابراین رخ دادن عیب در هر کدام از بخش های این بویلر می تواند باعث پایین امدن عملکرد سیستم حتی در برخی موارد باعث خرابی و اسیب های انسانی شود. از این رو در این مقاله به علت پیچیده بودن معادلات دینامیکی سیستم، برای تشخیص عیب های بویلر تک گذر بنسون از روش محور داده ی، ماشین بردار پشتیبان استفاده کرده ایم. برای بالا بردن بازده سیستم تشخیص عیب مطرح شده و همچنین به دلیل اثر متقابل قوی بین اندازه گیری ها، تصمیم گرفته ایم از شش ماشین بردار پشتیان تک کلاسه برای تشخیص شش خطای اصلی بویلر تک گذر بنسون استفاده کنیم. در ساختار مطرح شده هر ماشین بردار پشتیبان تک کلاسه را برای تشخیص یک خطای ویژه اموزش داده ایم. در اخر، برای ارزیابی عملکرد سیستم تشخیص عیب طراحی شده در مقابل شش عیب اصلی و مهم بویلر تک گذر بنسون با در نظر گرفتن نویز اندازه گیری، سناریوهای ازمایشی مختلفی را در حالت مختلف وقوع عیب انجام داده ایم.
    کلیدواژگان: نویز اندازه گیری، سناریوهای ازمایشی مختلفی را در حالت مختلف وقوع عیب انجام داده ایم
|
  • Ali Reza Hakimi, Tahereh Binazadeh* Pages 1-6
    This paper considers the problem of stable limit cycles generating in a class of uncertain nonlinear systems which leads to stable oscillations in the system’s output.This is a wanted behavior in many practical engineering problems. For this purpose, first the equation of the desirable limit cycle is achieved according to shape, amplitude and frequency of the required output oscillations. Then, the nonlinear control law is designed such that the phase portrait of the closed-loop system includes this stable limit cycle. The design of controller is based on the Lyapunov stability theorem which is suitable for stability analysis of the positive limit sets (the stable limit cycle is a positive limit set for the nonlinear dynamicl system). The proposed robust controller consists of two parts: nominal control law and additional term which guarantees the robust performance and vanishing the effect of uncertain terms. Finally, to show the applicability of the proposed method, an inertia pendulum system (with parametric uncertainties in its dynamical equations) is considered and the robust output oscillations are achieved by creating the desirable limit cycle in the close-loop system.
    Keywords: Positive limit set, Stable oscillations, Robust limit cycle, Lyapunov redesign method
  • Hossein Kargar, Jafar Zarei* Pages 7-12
    In this study, a robust controller is designed for fuzzy network control systems (NCSs) using the static output feedback. Delay and data packet dropout affect on the stability of network control systems, and therefore, the asymptotic stability condition is established considering delay and data packet dropout. Delay is time-varying while the lower and upper bounds for delay is defined, and the number of data packet dropout is unknown. Data drift is also an important phenomena that may occur when data is transmitted from sensors to the controller and from the controller to actuators. This phenomenon is modeled as a stochastic variable with a probabilistic distribution. For stability analyses, Lyapunov–Krasovskii functions, which depend on the limits of delay and data packet dropout, are used. Results of controller design are derived as Linear Matrix Inequalities (LMIs). A numerical example is adopted to show the effectiveness of the proposed approach.
    Keywords: Fuzzy systems, Networked control systems, Linear matrix inequalities, Robust control
  • Fatemeh Tohfeh, Ahmad Fakharian* Pages 13-19
    This paper presents a parameterization method to optimal trajectory planning and dynamic obstacle avoidance for Omni-directional robots. The aim of trajectory planning is minimizing a quadratic cost function while a maximum limitation on velocity and acceleration of robot is considered. First, we parameterize the trajectory using polynomial functions with unknown coefficients which transforms trajectory planning to an optimization problem. Then we use a novel method to solving the optimization problem and obtaining the unknown parameters. Finally, the efficiency of proposed approach is confirmed by simulation.
    Keywords: obstacle avoidance, Omni, directional robot, optimization problem, polynomial trajectory, trajectory planning
  • Somaie Dadashi Arani, Ali Moarefianpour* Pages 21-31
    This paper presents a gain scheduled autopilot for pitch channel of a flying vehicle. The selected method is based on polynomial fuzzy systems. The method does not involve linearization about operating point. First the polynomial fuzzy model of pitch channel of the flight body is derived. Next, using polynomial fuzzy system methodology the controller is design such that the outputs of the nonlinear plant drive to follow those of a stable reference model. Because of avoiding actuator saturation, some constraints derived that guarantees the amplitude of control signals be less than a specific threshold. It is considered that the controller has a known structure like three-loop autopilot. In other words the three-loop fuzzy polynomial autopilot is design to satisfy stability and performance of the closed loop system over a wide range of parameter variation. Stability and performance conditions derived in terms of sum of square will solve numerically via SOSTOOLS.
    Keywords: Gain scheduling, pitch channel, three, loop autopilot, Sum of squares, fuzzy polynomial modeling
  • Syed Hamid Hashemipour, Nastrn Vasegh*, Ali Khaki Sedigh Pages 33-39
    In this paper, the problem of decentralized model reference adaptive control (MRAC) for a class of large scale systems with time varying delay in interconnected term and input and state delays is studied. To compensate the effect of input delay indirectly, a Smith predictor built on. To handle the effects of the time delays in input, the adaptive controller part includes two auxiliary dynamic filters with time varying gains. Under a usual assumption that the interconnections are assumed to be Lipschitz in its variables and uniformly in time with unknown Lipschitz gains, the difficulties from unknown interconnections are dealt. A generalized error is defined and by a suitable Lyapunov function, an adaptive controller is designed to stabilize it. Decentralized adaptive feedback controller can render the generalized error system uniformly ultimately bounded stable is designed. Finally, a numerical example is given to demonstrate the feasibility and effectiveness of the proposed design techniques.
    Keywords: Input delays, time varying delay, decentralized MRAC, interconnected system
  • Mehdi Samanazari, Amin Ramezani *, Saeed Rajabi, Ali Chaibakhsh Pages 41-47
    Considering that once-through Benson boiler is one of the most crucial equipment of a thermal power plant, occurrence of any fault in its different parts can lead to decrease of the performance of system, and even may cause system damage and endanger the human life. In this paper, due to the high complexity of the system's dynamic equations, we utilized data-based method for diagnosing the faults of the once-through Benson boiler. In order to enhance the fault diagnose (FD) system proficiency and also due to strong interactions between measurements, we decided to utilize six one-class support vector machine (SVM) algorithms to diagnose six major faults of once-through Benson boiler. In the proposed structure, each One-class SVM algorithm has been developed to diagnose one special fault. Finally, we carry out diverse test scenarios in different states of fault occurrence to evaluate the performance of the proposed FD system against the six major faults of the once-through Benson Boiler under conditions of noisy measurement.
    Keywords: Fault Diagnose, Once, through Benson Boiler, One, Class Support Vector Machine, Data, Based